日冕物質(zhì)拋射（CME）是空間天氣效應(yīng)包括地磁暴的主要驅(qū)動(dòng)者，其日地空間傳播特征如何影響地磁暴的產(chǎn)生和強(qiáng)度是空間天氣研究和預(yù)報(bào)中的一個(gè)重要問(wèn)題，也是精確預(yù)報(bào)空間天氣的主要障礙之一。

　　2012年9月30日美國(guó)國(guó)家海洋大氣局（National Oceanic and Atmospheric Administration, NOAA）空間天氣預(yù)報(bào)中心預(yù)報(bào)了一個(gè)G1（較?。┑牡卮疟院笮薷臑镚3（強(qiáng)烈）水平，該地磁暴被認(rèn)為是由單個(gè)太陽(yáng)爆發(fā)事件所導(dǎo)致。但是，中科院國(guó)家空間科學(xué)中心空間天氣學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員劉潁等人結(jié)合STEREO衛(wèi)星的寬視場(chǎng)成像觀測(cè)和太陽(yáng)風(fēng)就地測(cè)量，證明該地磁暴實(shí)際上是一個(gè)兩步地磁暴，由分開(kāi)長(zhǎng)達(dá)60多個(gè)小時(shí)的兩次太陽(yáng)爆發(fā)事件產(chǎn)生（見(jiàn)圖一）。

　　第二個(gè)日冕物質(zhì)拋射于2012年9月27日23:57 UT爆發(fā)，是一個(gè)快速事件，其日地空間傳播呈現(xiàn)出脈沖加速相、快速減速相、近常速傳播相，進(jìn)一步證實(shí)了劉潁等人在2013年首次發(fā)現(xiàn)的典型的快CME三相傳播規(guī)律。第一個(gè)日冕物質(zhì)拋射于9月25日的09:43 UT爆發(fā)，是一個(gè)慢事件，其日地空間傳播僅表現(xiàn)為二相規(guī)律，即緩慢加速相繼以近常速傳播相。研究組推斷，該CME首先被加速至背景太陽(yáng)風(fēng)的速度然后隨背景太陽(yáng)風(fēng)一起運(yùn)動(dòng)，遵循了典型的慢CME日地空間傳播規(guī)律，是對(duì)劉潁等人發(fā)現(xiàn)的快CME傳播規(guī)律的有益補(bǔ)充。

　　兩個(gè)日冕物質(zhì)拋射事件在地球附近相互作用，形成一種新型的“復(fù)合拋射體”。與傳統(tǒng)的復(fù)合拋射體不同，其磁場(chǎng)具有規(guī)則的結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖二、圖三）。后一個(gè)CME產(chǎn)生的激波壓縮并顯著增強(qiáng)前一個(gè)CME內(nèi)部的南向磁場(chǎng)，太陽(yáng)風(fēng)能量注入地球磁層的過(guò)程迅速加劇。這導(dǎo)致了一個(gè)“雙步地磁暴”，描述地磁暴的Dst指數(shù)首先降低然后開(kāi)始恢復(fù)，然而這只是一個(gè)假象的恢復(fù)，實(shí)際上預(yù)示著更為猛烈的地磁暴的臨近。Dst指數(shù)隨著復(fù)合拋射體內(nèi)南向磁場(chǎng)的增強(qiáng)又迅速降低（見(jiàn)圖二）。利用太陽(yáng)風(fēng)觀測(cè)數(shù)據(jù)的重構(gòu)結(jié)果表現(xiàn)出一個(gè)類似磁流繩的結(jié)構(gòu)，形象地再現(xiàn)了外凹激波面和兩個(gè)CME相互作用的情形（見(jiàn)圖三）。

　　這一研究工作揭示了太陽(yáng)風(fēng)暴日地傳播特征將直接影響地磁暴的產(chǎn)生和強(qiáng)度；兩次間隔長(zhǎng)達(dá)60多個(gè)小時(shí)的太陽(yáng)爆發(fā)事件也可以相互作用并影響地磁活動(dòng)，這一空間環(huán)境的復(fù)雜多樣性要求必須對(duì)整個(gè)日地空間進(jìn)行持續(xù)的成像監(jiān)測(cè)。此項(xiàng)研究也首次通過(guò)觀測(cè)證實(shí)了CME之間的相互作用可以產(chǎn)生一種新型的具有規(guī)則磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)的“復(fù)合拋射體”，該復(fù)合拋射體撞擊地球磁層可導(dǎo)致“雙步地磁暴”。

　　該論文于2014年8月25日投至美國(guó)權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《The Astrophysical Journal Letters》，9月9日被接受，9月19日正式發(fā)表。審稿人評(píng)價(jià)道：“This letter deals with the interaction / merging of two coronal mass ejections between the Sun and 1 AU, which is, in general, a process that is not well understood but of utmost importance for predicting the geomagnetic effects of such types of CMEs…The methodology using a combination of heliospheric imaging and in situ observations is state-of-the-art. The manuscript is well presented and very clearly written, brief and to the point…”

　　原文鏈接：http://iopscience.iop.org/2041-8205/793/2/L41/

圖一：STEREO寬視場(chǎng)成像儀觀測(cè)到的爆發(fā)間隔長(zhǎng)達(dá)60多個(gè)小時(shí)的兩個(gè)日冕物質(zhì)拋射事件，揭示它們將于地球附近相互作用，并撞擊地球。